DE4024179A1 - Ausbau fuer untertaegige grubenstrecken - Google Patents
Ausbau fuer untertaegige grubenstreckenInfo
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ausbau für untertägige Grubenstrecken und
dergleichen Hohlräume, bestehend aus Stahlblechen, die mit Baustoff
hinterfüllt werden.
Der herkömmliche, seit Jahrzehnten gebräuchliche Ausbau für Strecken
unter Tage wird durch gewalztes, rinnenförmiges Profil gebildet,
welches ineinander liegend zu Bögen montiert wird. Die einzelnen
Bogenstücke werden durch Verbindungsschellen reibungsschlüssig gegen
einander gepreßt. Damit erhalten die Ausbaubögen einen definierten
Widerstand. Erreicht der Gebirgsdruck eine den Widerstand überstei
gende Größe, so schiebt sich der vom Gebirgsdruck belastete Ausbau
bogen ein. Gleichzeitig findet eine Verteilung des Gebirgsdruckes auf
benachbarte Ausbaubögen statt und stellt sich im Gebirge selbst eine
Gewölbewirkung ein. D. h. die Setzbewegung des Gebirges führt aufgrund
der Ausbaubögen dazu, daß das Gebirge eine zumindest weitgehend
selbsttragende Form einnimmt.
Zwischen den Ausbaubögen wird zumeist ein Drahtverzug montiert. Dabei
handelt es sich um Drahtmatten verschiedenster Form. Diese Matten
haben die Aufgabe, ein Herabfallen des Gesteins zwischen den Ausbau
bögen zu verhindern.
Die Ausbaubögen bilden zusammen mit dem Drahtverzug einen aufwendigen
Ausbau. Es ist bekannt, anstelle des herkömmlichen Ausbaus Stahlbleche
in den Grubenstrecken überlappend zu montieren und mit Baustoff zu
hinterfüllen. Derartiger Ausbau ist zunächst nicht nachgiebig. Eine
Nachgiebigkeit, wie sie der herkömmliche Ausbau besitzt, wird durch
die Anordnung von Nachgiebigkeitselementen zwischen den einzelnen
Stahlblechen erreicht. Die Nachgiebigkeitselemente werden in Umfangs
richtung des Ausbaus zwischen den Stahlblechen montiert.
Zur Verfestigung des Ausbaus wird die Konstruktion mit Baustoff
hinterfüllt. Nach einem älteren Vorschlag ist eine Verbindung zwischen
Baustoff und Stahlblechen mittels Ankern vorgesehen, welche ähnlich
Dübeln im Baustoff sitzen. Diese Anker haben die Form von spindel
artigen Blechen.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Verbin
dung zwischen Baustoff und Stahlblech herzustellen. Die Erfindung geht
von der Überlegung aus, wie sich der Baustoff bei einer Belastung
verhält. Zunächst wird der Baustoff nicht oder nur geringfügig beschä
digt. Das gilt für die Phase des Machgebens der Machgiebigkeits
elemente. Nach Beendigung des Nachgebens baut sich die Belastung des
Ausbaus schlagartig auf, bis es zum Bruch kommt. Dieser Bruch tritt
schlagartig ein. Beim Bruch zerbröselt der Baustoff.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß das Zerbröseln nicht
Folge des Bruches, sondern der Bruch Folge des Zerbröseln ist. D. h.
vor dem Bruch zerfällt die Baustoffschicht.
Nach der Erfindung wird die Baustoffschicht deshalb mit einer Armie
rung versehen. Als Armierung dienen Drahtmatten oder Drähte, die mit
dem Blech beim Aufstellen verbunden werden und sich in Umfangsrichtung
und/oder Streckenlängsrichtung mindestens soweit erstrecken, wie der
Ausbau dick ist. Vorteilhaft ist, wenn sich die Armierung über dem
ganzen Segmentbogen und/oder die Segmentbreite der Stahlbreite er
streckt.
An sich besitzen Stahlblechsegmente mit einer solchen Armierungskon
struktion eine Transportfeindlichtkeit, die ihre Verwendung in Gruben
strecken ausschließt. Die Erfindung überwindet dieses Problem durch
separaten Transport der Drähte bzw. Drahtmatten und der Bleche. Die
Verbindung von Drähten bzw. Drahtmatten und Blechen findet vor Ort
statt. Vorzugsweise sind Mehrfachverbindungen, d. h. mehrere Verbin
dungsstellen für jeden Draht bzw. Drahtmatte am zugehörenden Stahl
blechsegment vorgesehen.
Die Drähte bzw. Drahtmatten können in Umfangsrichtung und/oder in
Streckenlängsrichtung zick-zack-förmig und/oder selbst bogenförmig
verlaufen.
Für die Durchsetzbarkeit der Neuentwicklung unter Tage ist eine
montagefreundliche Verbindungstechnik wichtig. Eine solche Verbin
dungstechnik wird durch Schlitze und Bügel, Keile oder Drähte ge
bildet. Dabei sind die Schlitze im Blech vorgesehen und befinden sich
die Bügel am Draht bzw. an der Drahtmatte. Die Bügel können auch durch
entsprechende Biegeformen im Draht oder der Drahtmatte gebildet
werden. Bei der Montage werden die Bügel durch die Schlitze geschoben
und in dieser Stellung mit Hilfe von Keilen oder Drähten oder anderen
Befestigungsmitteln gesichert. Mit den Keilen ist eine Schnellverbin
dung möglich. Die Keile bewirken eine Verspannung.
Drähte als Verbindungsmittel sind in der Anschaffung wirtschaftlich
günstig. Außerdem können die Drähte genutzt werden, um eine Nach
giebigkeit herbeizuführen. Die Drähte können so gestaltet werden, daß
sie bei Verformung des Segmentbogens durch die Stahlbleche hindurch
gezogen werden.
Wahlweise wird ein Durchziehen und/oder Ausreißen der Schlitze mit
Hilfe von Unterlegplatten verhindert. Die Unterlegplatten reduzieren
die Flächenbelastung im Berührungsbereich des Schlitzes zwischen Blech
und Bügel bzw. Keil oder Draht. Das erlaubt die Verwindung sehr dünner
Bleche.
Wirtschaftliche günstig ist auch die Verwendung der oben beschriebenen
Drahtmatten. Die Matten lassen sich sehr einfach auf Mattenschweiß
und Biegemaschinen fertigen. In dem vorgefertigten Zustand können die
Matten ebenso wie die Bleche übereinanderliegend nach unter Tage
transportiert werden. Diese Transportlage ist raumsparend.
Ferner öffnet die Erfindung die Möglichkeit zur Verwendung von eben
flächigen Stahlblechen anstelle von gewellten Stahlblechen des oben
beschriebenen älteren Vorschlages. Die ebenflächigen Stahlbleche
beinhalten gegenüber gewellten Stahlblechen einen beträchtlichen
wirtschaftlichen Herstellungsvorteil. Das Einbringen der Schlitze ist
von untergeordneter Bedeutung und kann im Wege des Stanzens erfolgen.
Durch Verbindung mit den vorgefertigten Matten - ggf. unter Verwendung
einer Montagehilfe - wird eine in sich formstabile Stahlkonstruktion
geschaffen. Nach Aufstellen dieser Stahlkonstruktion entsteht mit der
Hinterfüllen des Baustoffes eine feste Verbindung zwischen Baustoff
und Stahlkonstruktion. Aufgrund dieser Verbindung können die Stahl
bleche im Biegesystem die auftretenden Zugkräfte übernehmen. Hierfür
ist Stahl besonders geeignet. Die auftretenden Druckkräfte werden
vorzugsweise vom Baustoff aufgenommen.
Als Montagehilfen eignen sich einfache Formen aus Blech oder Holz, die
der gewünschten Streckenform nachgebildet sind. Die Formen können den
Draht bzw. die Drahtmatten formgebend aufnehmen, so daß über die so
entstandene Form das Stahlblech in die gewünschte Form leicht gebracht
und mit der Drahtmatte bzw. dem Draht verbunden werden kann. Es ist
auch möglich, zunächst das Stahlblech auf die Form zu legen und
anschließend den Draht bzw. die Drahtmatte an dem Stahlblech zu
montieren.
Der Vorteil dieser Formgebung ist auch, daß bei unterschiedlichen
Segmentformen gleichartiges Ausgangsmaterial verwendet werden kann.
Unterschiedliche Segmentformen ergeben sich, wenn der Streckenausbau
der Bleche dem idealen Bogenverlauf des oben beschriebenen herkömm
lichen Ausbaus nachgebildet ist. Dann besitzen die Segmente im First
bereich eine andere Krümmung als im Seitenbereich der Strecke. Dies
bedingt bei einem Stahlblechausbau nach dem älteren Vorschlag unter
schiedlich vorgefertigte Segmente mit entsprechendem Aufwand für
Lagerhaltung und Fertigung. Bei der erfindungsgemäßen Formgebung
können die unterschiedlichen Segmente aus gleichen Blechen und
gleichen Drahtmatten bzw. Drähten mit Hilfe unterschiedlich geformter
Montagehilfen erstellt werden.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Gebirgsausbruch 3, vor dem ungewellte Stahl
bleche 1 angeordnet sind. Die Stahlbleche 1 überlappen einander an den
Rändern. Im Überlappungsbereich sind die Stahlbleche im Ausführungs
beispiel mit Keil-/Bügelverbindungen aneinander befestigt. D. h. die
Stahlbleche besitzen im Überlappungsbereich Schlitze. Durch die
Schlitze sind Bügel gesteckt, die an einem Ende mit einem Anschlag
versehen sind und am anderen, ebenseitig vorragenden Ende durch Keile
gesichert werden.
Zwischen den Stahlblechen 1 und dem Gebirgsausbruch 3 ist Baustoff 2
hinterfüllt. Bei dem Baustoff kann es sich um üblichen Hinterfüll
mörtel oder um spezielle Hinterfüllbaustoffmassen handeln. Im Bau
stoff 2 sitzen im Ausführungsbeispiel 1 Drahtmatten, die aus Stäben 5
und Stäben 6 bestehen. Die Stäbe 5 verlaufen in Umfangsrichtung der
Strecke, die Stäbe 6 in Längsrichtung der Strecke. Die Stäbe 5 und 6
sind miteinander verschweißt und besitzen eine Betonstahlrippung. 1m
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erstrecken sich die Stäbe 5 etwa um
einen Betrag, der gleich der dreifachen Dicke der Baustoffschicht 2
ist. In Streckenlängsrichtung ist eine Erstreckung über die gesamte
Segmentbreite vorgesehen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Drähte 5 eine V-förmige Biegung 7 mit einer scharfgebogenen
Spitze 8 besitzen. Die Spitze 8 ist dazu bestimmt, als Bügel durch
einen Schlitz 11 im Blech 1 zu ragen, so daß mit Hilfe eines Keiles 9
eine Verbindung hergestellt werden kann. Der Keil 9 besitzt eine
Sicherungsnut 10 und wird so lange in die Öffnung des Bügels 8 ge
trieben, bis sich der Bügel 8 in die Sicherungsnut 10 legt. Diese
Position ist in Fig. 2 dargestellt.
Nach Fig. 3 sind statt der durch Drähte 5 und 6 gebildeten Drahtmatte
Drahtmatten 22 vorgesehen. Die Drahtmatten 22 besitzen in Umfangsrich
tung eine Zick-Zack-Form und sind zwischen Stahlblechen 21 und dem
Gebirgsausbruch 20 vorgesehen. Die Baustoffhinterfüllung ist mit 26
bezeichnet.
Fig. 3 zeigt zugleich, daß zwischen zwei Ausbausegmenten ein Hohl
raum 25 im Bereich von Nachgiebigkeitselementen 24 vorgesehen ist. Die
Nachgiebigkeitselemente 24 verbinden die benachbarten Ausbausegmente.
Die Drahtmatte 22 besitzt nach Fig. 3 in Umfangsrichtung eine Viel
zahl von Verbindungsstellen. Auch in Streckenlängsrichtung ist eine
Vielzahl von Verbindungsstellen mit den Stahlblechen 21 vorgesehen.
Diese Verbindungsstellen entstehen dadurch, daß mehrere Drähte zur
Drahtmatte 22 gehören, die in Streckenlängsrichtung hintereinander
angeordnet sind und die gleiche Zick-Zack-Form besitzen.
Nach Fig. 4 ist vorgesehen, daß die mit 32 bezeichneten Drahtmatten,
die zwischen dem Stahlblech 31 und dem Gebirgsausbruch 30 angeordnet
sind, in Umfangsrichtung an beiden Enden mit dem Stahlblech 31 verbun
den sind. Im übrigen verlaufen die Matten 32 in etwa parallel zum
Stahlblech 31.
In einem weiteren nichtdargestellten Ausführungsbeispiel sind anstelle
der Keile 9 Drähte vorgesehen, die durch die Bügel 8 gezogen oder
geschoben werden. Für mehrere Bügel kann der gleiche Draht verwendet
werden. Auch können zwischen den Drähten und dem Blech Unterlegplatten
bzw. Unterlegscheiben angeordnet werden.
Claims (7)
1. Ausbau für untertägige Grubenstrecken und dergleichen Hohlräume,
bestehend aus Stahlblechen, die mit Baustoff hinterfüllt werden,
gekennzeichnet durch Drähte oder Matten, die mit dem
Blech (1, 21, 31) vor Ort verbunden werden und sich in Umfangsrich
tung und/oder Streckenlängsrichtung mindestens soweit erstrecken,
wie der Ausbau dick ist.
2. Ausbau nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausbausegmente, bei
denen sich die Drähte und/oder Drahtmatten über den ganzen Segment
bogen und/oder die ganze Segmentbreite erstrecken.
3. Ausbau nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Mehrfach
verbindung der Drähte oder Drahtmatten (22, 32).
4. Ausbau nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Zick-Zack-Form
der Drähte oder Drahtmatten (22, 32).
5. Ausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeich
net durch eine Verbindung der Drähte mit den Blechen, die durch
Schlitze (11) und Bügel (8) und Keile (9) oder Drähte gebildet
wird.
6. Ausbau nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Unterlegplatten.
7. Ausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeich
net durch formgebende Montagehilfen.
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CH674535A5 (en) * | 1987-12-23 | 1990-06-15 | Jean Bernold | Concrete-wall formation method against rock face - involves installing reinforcing members protruding from shuttering after delivery to site |
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1991
- 1991-07-16 EP EP19910111802 patent/EP0469373A3/de not_active Withdrawn
Also Published As
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